energiaaineenvaihduntaa

Energia-aineenvaihdunta on solujen biokemiallinen kokonaisuus, jossa ravinnosta saatu energia muuntuu käytettäväksi ATP:n muodossa ja osa energiasta varastoidaan tulevaa käyttöä varten. Prosessi kattaa sekä kataboliset että anaboliset reitit ja määrittää solujen sekä elimistön energiatasapainon. Keskeisiä energia-aineenvaihdunnan käsitteitä ovat energian kantajat ATP, NADH ja FADH2 sekä ravinnon pääaineet: hiilihydraatit, rasvat ja proteiinit.

Energiantuotanto tapahtuu ensisijaisesti glykolyysissä, jonka jälkeen pyruvaatti siirtyy mitokondrioihin ja muuttuu asetyylikoentsyymi A:ksi Krebsin kierroksessa. Sieltä syntyvät vapaana elektrooneiksi siirtyvä NADH ja FADH2 toimivat elektroninsiirtoketjussa, jossa oksidatiivinen fosforylaatio tuottaa suurimman osan solun ATP:stä. Rasvahapot hyödynnetään beta-oksidaatiossa, joka antaa asetyyli-CoA:ta ja edelleen syötetään Krebsin kierrokseen. Aineenvaihdunta voi olla myös anaerobista maitohappokäymistä glykolyysin loppuvaiheessa, jolloin energian tuotanto on rajoitetumpaa.

Energiaa säätelevät hormonit ja solujen energianlähde-säätelymekanismit. Insuliini edistää glukoosin varastointia ja anaboliaa, kun taas glukagon ja adrenaliini ohjaavat energiaa vapautumaan verenkiertoon. AMPK toimii solutasolla energian sensorina ja käynnistää energiatehokkaita reittejä sekä säätelee aineenvaihdunnan kokonaisuutta. Kilpirauhashormonit vaikuttavat perusaineenvaihdunnan tasoon, ja kudokset kuten maksa, lihas ja sydän ovat avainasemassa energiankulutuksen säätelyssä.

Terveydellinen konteksti huomioi metabolisen tilan, kuten basal metabolic rate ja resting energy expenditure, sekä liittyy yleisesti painonhallintaan, diabetekseen ja liikuntaan sopeutumiseen. Metabolian tutkimus on keskeistä ravitsemus-, liikunta- ja kliinisessä lääketieteessä.